基于模块化的高校信息化教学平台集成模型的构建

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　　摘要：运用系统模块化理论、信息化阶段理论和建构理论的分析方法提出高校信息化教学平台的集成问题。将高校信息化教学平台分为结构平台、界面平台和标准平台，构建了基于模块化的高校信息化教学平台集成模型。认为在横向和纵向两个维度的集成作用下，高校信息化教学平台得以有效地运行。
　　关键词：信息化；教学平台；集成
　　作者简介：王斌（1971-），男，河南郑州人，河南工业大学管理学院，副教授。（河南 郑州 450001）
　　基金项目：本文系国家社会科学基金“十一五”规划课题“以就业为导向的职业教育理论与实践研究”（课题编号：BJA060049）、河南省教育厅软科学研究项目“转型时期我省科研体制运行若干问题及对策研究”（课题编号：2007630046）的研究成果。
　　中图分类号：G642.0     文献标识码：A     文章编号：1007-0079（2011）16-0055-02
　　
　　一、高校信息化教学的现状及存在的问题
　　随着信息网络技术在社会各领域的广泛应用，各种现代化信息处理手段在教学工作中呈现出综合应用的趋势。[1]目前，我国高校信息化教学建设虽然有了较大的发展，但是仍存在诸多问题，在建设方面，重硬件轻软件、重开发轻维护；在应用方面，利用网络平台的辅助教学还没有得到学校足够的重视；在管理体制方面，信息孤岛普遍存在，没有出台统一的标准。
　　根据目前我国高校信息化教学中存在的问题，本文将基于模块化设计原则探讨高校信息化教学平台的构建及集成运行问题，从而推动我国高校信息化教学水平的提高。
　　二、信息化教学的相关理论研究
　　1.系统模块化理论
　　Langlios 和Roberston（1992）指出模块化是一个系统概念，指一个模块分离与重组结合成系统的过程。[2]青木昌彦（2003）指出模块化是一个半自律性的子系统，通过和其他子系统按照一定的规则项目而构成更加复杂的系统或过程，它包括分解与集成。[3]在模块化设计构成方面，Baldwin和Clark（1997）将其分为三部分。[4]一是结构。确定哪些模块是系统构成的要素，它们是如何发挥作用的。二是界面。规定模块如何相互作用，模块之间的位置如何安排。三是标准。检验模块是否符合设计规则，测定模块相对于其他模块的性能。本文将运用系统模块化理论，从结构、界面、标准三个方面来论述信息化教学平台的构成和运行问题。
　　2.高校信息化教学的研究现状
　　（1）信息化教学综合系统的研究。高校信息化教学研究面对的是包括教育、资源、环境在内的纷繁复杂的大系统，许多学者从综合、动态和反馈的角度进行研究。姚恩全、李作奎（2009）在对支撑系统进行研究的基础上对其动力源、动力形式、动力机制进行分析，揭示高校信息化系统的内在规律和反馈机制。[5]而信息化教学运行机制建设应包括信息化规划与标准、信息安全保障体系。[6]
　　（2）信息化教学内容的研究――基于建构主义理论。建构主义理论下的教学过程可以归结为以下几个部分[7]：1）创建情境，使学生在和现实情况基本一致或相类似的情境中学习。2）确定问题，选择出与当前学习主题密切相关的真实性事件作为学习的中心内容。3）自主学习，由教师向学生提供解决问题的有关线索。4）协作学习，通过不同观点的交锋、修正，加深每个学生对当前问题的理解。5）效果评价与总结。
　　三、基于模块化的高校信息化教学平台的构成
　　从信息化教学相关理论研究可以看出，模块化设计理论与信息化教学日益紧密地结合在一起。根据以上的理论综述，本文设计了基于模块化的高校信息化教学平台。高校信息化教学平台是指架筑在信息化上能够实现信息化教学功能的操作系统。根据模块化的设计原则，可以将信息化教学平台分为结构平台、界面平台和标准平台。
　　1.结构平台
　　结构平台是信息化教学的基础平台，它为界面平台提供了支撑应用。结构平台分为接入交换模块、数字资源模块、数据分析模块和安全灾备模块。
　　（1）接入交换模块。接入交换模块具有路由选择、链接聚集和数据交换功能。路由选择功能主要是完成校园网络访问公网的路由选择问题。不少学校已经采用可网管智能交换机，性能一般为100兆，个别高校实现1000兆接入；链接聚集功能为连接本地的逻辑中心，具有链路聚集、入侵检测等功能。对于规模大的校园网，该功能上还要部署安全设备，如IPS。在无线规模较大的网络中，为了使二层数据不加大对核心的压力，往往采用AP模式；数据交换功能是根据内外信息网的数据路由实现万兆数据交换能力。
　　（2）数字资源模块。数字资源模块的基本功能是控制分布和异构的局部资源，提供一套对各种教学资源管理的工具和接口。随着数字资源量的不断增加，集中存储解决方案越显其优越性，目前有DAS、NAS、SAN、IP存储等架构。数字资源模块可提供软件资源、存储资源、网络信息资源、教学素材数据库资源等，包括网络教材、视频、图片、文本等教学资源。
　　（3）数据分析模块。数据分析模块为学校建设其他系统提供基础数据分析，其建设途径有两种：一种是在已有大量应用业务系统的基础上，再通过数据抽取形成中心数据；另外一种是先建立数据中心，以此为标准将业务数据直接建立在数据中心模块上，该模块以数据中心为基础，能够生成各类报表，为学校的科学决策提供依据。
　　（4）安全灾备模块。在信息化教学中需要建立一个严密的分级安全保障体系，制订与技术安全规范相结合的管理规范。该模块包括网络设备管理、网络安全管理、网络实名认证等。可以利用网络实现通过console口管理设备的能力。该模块可分为本地灾备和异地灾备。本地灾备主要解决业务快速回复的问题，异地灾备主要解决各种灾害导致本地数据中心无法恢复的问题。
　　2.界面平台
　　（1）教学活动模块。教学活动模块可为校园网上的同步过程教学提供实时双向交互的多媒体网络教学环境，也为校园网上的异步过程教学提供自主学习的网络教学环境。目前最有影响力的一种网络体系结构是开放网络服务结构OGSA，它将所有事务都表示成一个GRID服务，包括计算资源、存储资源、程序、数据等，通过标准的接口和协议可支持开放透明的服务。信息化教学活动模块具有三个功能：多媒体教学及其控制功能、教学实况直播/点播功能、教学音频广播功能。
　　（2）信息交流模块。信息交流模块是基于Web的设计思想。采用 Web 服务、WSDL（Web Services Description Language）或者SOAP（Simple Object Access Protocol）技术为应用层中各系统间的信息交换提供便捷的渠道。该模块下的子功能包括Blog（网络日志）、Wiki（基于一种共同创作思想的超文本系统，支持协作式写作）、RSS（可以自动聚合最新的教学资源，保证教师在第一时间内获取最新的多媒体素材和学习对象）。该模块为教师与学生、学生与学生之间的信息交换提供了更为广阔的时间和空间。
　　（3）配置执行模块。高校必须建立一个统一的配置执行模块，一方面减少信息垃圾，另一方面可以设置必要的网络资源导航，统一资源的出入口，以便更快捷地利用资源。根据流程组合和协作的方式不同，通过静态或动态的组合编排进行建模，以UML 的协作图为工具建立配置交互模型，通过转换规则和代码生成工具分别生成可执行的业务流程执行语言BPEL，开发出相应的系统，如排课系统、选课系统、成绩查询系统、学籍管理系统、教学评价系统、考试系统，以实现高校业务流程的规范标准化和快速准确化。
　　3.标准平台
　　在高校信息集成的趋势下，信息化教学标准的重要性凸现出来。当前国家已经出台了一批教育信息化的行业标准和规范，如教育部颁发的《教育管理信息化标准》、《现代远程教育资源建设技术规范（试行）》等。信息标准的建设应包括：（1）数据标准。数据按照统一的标准产生、存放、使用，使数据真正实现共享。（2）接口标准。定义清晰而标准的接口，使得应用之间能够实现互操作。（3）应用标准。通过定义应用标准，使得遵循标准的应用能够方便地集成，易于构筑一个可缩放的大学集成信息系统。
　　四、高校信息化教学平台集成模型的构建
　　建立信息化教学平台集成模型的主要目的是建设一个统一的整体框架，各模块作为相互联系的子系统存在于这个框架中，使得高校信息化建设由无序状态走向有序发展。在构建模型时，重点对信息的产生、管理、使用、挖掘等流程进行分析。基于以上设计原则，本文从横向和纵向两个维度构建了基于模块化的高校信息化教学平台集成模型。见图1。
　　1.结构平台内各模块间的横向集成分析
　　（1）接入交换与安全灾备模块的集成。稳定高效的校园信息化网络是实施信息技术的基本条件。校园网络的主干带宽、校区间互连带宽及其他公共互联网带宽应该满足校园网用户的需要，并要保证足够的带宽连接到教室、实验室、教师和学生宿舍。同时要建立一个符合标准的中心机房，并制订相应的网络安全管理措施，如网络运行监控系统、网络防病毒系统、数据灾备系统、统一身份认证系统、信息过滤及网络突发事件的应急机制等，以保证接入系统的正常运行。
　　（2）数字资源与数据分析模块的集成。通过数字资源可充分利用计算机的人机交互、图形动画以及声光影象等功能，特别是通过网络技术的应用培养学生协同作业、自主探索的意识。学校和教师也通过各种数据的生成分析教学管理方面的问题，不断改进提高。
　　2.界面平台内各模块间的横向集成分析
　　（1）教学活动模块与信息交流模块的集成。在教学活动中要做好学与教资源的整合，对课件制作进行统一的规划和管理。在此基础上，利用信息交流模块建立教师的虚拟课堂和师生交流课堂，教师可以建立自己的教学主页、上载教学内容、开辟讨论区、个别辅导、师生交流、生生交流等。因此，教学活动与信息交流模块共同为教师和学生搭建了一个良好的课外学习园地。
　　（2）配置执行模块与教学活动、信息交流模块的集成。目前许多高校各种应用系统数据难以整合，利用配置执行模块可以建设跨平台、跨模块的可扩展的网络教育资源，逐步形成立体化的教学活动和信息交流模块体系。利用配置执行模块，高校可以统领电子教案、流媒体网络课程、精品课程、电子教材等各类教学活动资源。没有了空间和时间上的信息交流限制，确保了交流的实时性。
　　3.各平台间的纵向集成分析
　　（1）界面平台与结构平台的集成。要实现界面平台各模块的功能需要结构平台提供接入、数字资源、数据和安全功能，从而使各个信息点数据传递流畅，方便查询，实现配置功能与结构平台之间的无缝集成，进而实现师资培训、教材建设、内外交流、效果评估等，大幅度地提高教学资源的更新。
　　（2）标准平台与界面平台、结构平台的集成。大部分高校的信息化建设缺少统一的规划，各二级单位拥有相对独立的管理信息系统，在全校范围内形成了信息孤岛。而统一的标准平台可提供各个职能域应用系统的全域性共享数据、综合性持久性数据，提供可供比较的外源数据和跨职能域的查询、统计分析及决策支持服务，有利于结构平台的完善。同时标准平台的建立可以实现跨职能域应用之间的信息交换与共享，跨越多个职能域的教学协同，消除了界面平台的孤立状态。
　　五、结论
　　信息化教学平台的建设是高校实现教育创新的关键。本文构建了基于模块化的高校信息化教学平台集成模型。将信息化教学平台分为结构平台、界面平台和标准平台。教学平台的有效运行需要平台内部各模块之间和平台之间的横向集成和纵向集成。该模型对高校教学活动有一定的实践指导意义：高校要结合各种技术手段的应用、综合各方面因素加快信息化教学平台的建设；高校要从多维度视角开展信息化资源的整合，使高校信息化教学平台得以健康有序地发展。
　　
　　参考文献：
　　[1]李思寰.高校信息化发展现状综述[J].中国管理信息化,2009,(12):119-121.
　　[2]Langlios R N,Roberston P.Networks and innovation in a modular system:lessons from the microcomputer and stereo component industries[J].Research Policy,1992,(15):11-23.
　　[3]青木昌彦.模块时代:新产业结构的本质[M].上海:上海远东出版社,2003:36-39.
　　[4]Bakdwin C Y,Clark K B.Managing in an age of modularity[J].Harvard Business Review,1997,(75):84-93.
　　[5]姚恩全,李作奎.高等学校理论教学与实验教学嵌入模式研究[J].教育科学,2009,(12):47-50.
　　[6]王洁茹.试论信息技术在推动高校教学模式改革中的作用[J].高教论坛,2007,(8):95-97.
　　[7]方志.基于建构主义的高校教学与科研[J].中国科教创新导刊,2009,(14):11.
　　（责任编辑：王祝萍）

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